第 7章 现代通信与程控交换技术第 7章 现代通信与程控交换技术
7.1 现代通信网与程控交换技术的新发展
7.2 窄带综合业务数字网
7.3 宽带综合业务数字网
7.4 电话交换与 Internet
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.1 现代通信网与程控交换技术的新发展
7.1.1
交换技术的发展和整个通信网的发展是密切相关的 。 长期以来交换网和传输网一直是通信网的主要组成部分,但随着时代的发展,通信网的构成有了很大的变化,尤其是随着通信网的复杂化,其各部分功能也越来越细化 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
1.
业务网也就是用户信息网,它是现代通信网的主体,是向用户提供诸如电话,电报,传真,数据,图像等各种电信业务的网络 。
业务网按其功能又可分为用户接入网,交换网和传输网三个部分 。 近年来,ITU―T 已正式采用了用户接入网的概念 。 这是一个适用于各种业务和技术,有严格规定并以较高功能角度描述的网络概念 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―1 接入网、传输网和交换网的位置关系第 7章 现代通信与程控交换技术
C&C08交换机突破了传输与交换分离的概念,在本地网中可以同时提供用户接入网,交换网,传输网的功能 。 在长途干线网上,传输网的功能目前由光同步数字体系 （ SDH实现 。
2.
支撑网是使业务网正常运行,增强网络功能,保证全网服务质量以满足用户要求的网络 。 在整个支撑网中传送相应的控制,监测信号 。 支撑网包括信令网,
同步网和管理网 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 1） 信令网 。
（ 2）同步网。
（ 3）管理网。
7.1.2
从通信网设备方面的各要素来看,终端设备正在向数字化,智能化,多功能化发展；传输链路正在向数字化,宽带化发展；交换设备则已经广泛采用数字程控交换机,并已经研究推出适合宽带 ISDN的 ATM交换机 。 总之,未来的通信网正在向着数字化,综合化,
智能化,个人化的方向发展 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
1.
数字化就是在通信网中全面使用数字技术，包括数字传输、数字交换和数字终端等。
2.
综合化就是把来自各种信息源的业务综合在一个数字通信网中传送,为用户提供综合性服务 。
3.
智能化就是在通信网中更多地引进智能因素建立智能网 （ IN）,其目的是使网络结构更具灵活性,使用户对网络具有更强的控制能力,以有限的功能组件实现多种业务 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
4.
个人化就是实现个人通信,即任何人在任何时间都能与任何地方的另一个人进行通信,通信的业务种类仅受接入网与用户终端能力的限制,而最终将能提供任何信息形式的业务 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.2 窄带综合业务数字网
7.2.1 N―ISDN 的概念及特点电信网络是这样的：每一个通信网都是为某一种专门的业务而设计的,它们的传输速率和特性各不相同,虽然某些数据通信业务在几个不同的网络中同时存在,但不同的网络中的数据终端是互不兼容的,它们之间的互通只有通过特殊的网关设备才能实现 。 这给用户和网络运营者都带来了很大的不便 。
第 7章 现代通信与程控交换技术于是就有了一种想法：用一个单一的网络来提供各种不同类型的业务,实现完全的开放系统互连和通信 。 各种终端不论其传输特性多么不同,也不论它们是模拟设备还是数字设备,只要所处理的信息是兼容的,就可以通过这个单一的网络进行通信,而传输特性的差异是由一些终端适配器来协调和转换的 。 这个单一的网络就称为综合业务数字网 （ ISDN）,如图
7― 2所示 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7― 2 原有通信网与 ISDN
(a)原有通信网； (b)ISDN提供的开放系统通信第 7章 现代通信与程控交换技术
1.
ISDN的定义中指出,ISDN可以由电话 IDN演变而成 。 这是因为,IDN是目前世界各国发展较快的一种网络,最为普及,并且它采用了数字终端和数字交换技术 。
N―ISDN 的终端和交换机之间仍采用现有的电话用户铜线,这是 N―ISDN 的一大优点 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2.
由于 ISDN实现了端到端的数字连接,它能够支持包括数字语音,数据,文字,图像在内的各种综合业务,但是从后面要介绍的 N―ISDN 的信道结构可以看出,N―ISDN 支持的业务带宽是有限的,只能是小于
2.048Mb/s的窄带业务 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
3.
如图 7― 3所示,ISDN的另一大特点是通过一个统一的用户网络接口 （ UNI） 向用户提供服务,这个标准的 UNI可以连接多种终端设备,这些终端设备甚至
ISDN号码 。 ISDN网络可以通过标准的用户网络接口向用户提供多种速率的数字信道 。
N―ISDN 提供两种用户网络接口：基本速率接口
（ BRI） 和基群速率接口 （ PRI） 。
（ 1） 基本速率接口 （ BRI） 。
（ 2） 基群速率接口 （ PRI） 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―3 ISDN 的用户网络接口第 7章 现代通信与程控交换技术
4.
N―ISDN 的网络结构如图 7― 4所示 。 从 N―ISDN
的定义可以看出,由于 N―ISDN 具有综合业务的能力,
支持现有的各种窄带业务,所以它提供电路交换,分组交换和租用电路的功能 。 其中,电路交换和租用电路业务都是 B信道或 H信道的承载业务,对于分组交换,
则可以提供 D信道的分组业务和 B信道的分组业务 。 目前我国的 ISDN网只支持 B信道上的分组业务 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―4 N―ISDN 的网络结构第 7章 现代通信与程控交换技术
7.2.2 N―ISDN 的用户接入方式
N―ISDN 的用户都是通过标准的用户网络接口接入 N―ISDN 网络的。 N―ISDN 的用户网络接口在
N―ISDN 技术中有着非常重要的位置，它已成为国际范围内通用的一种接口。用户可以自由地选择和改变终端的类型和型号，可以方便地移动和携带终端设备，
厂商可以不断地开发和提供更新的设备。同时，网络的能力和性能的改变也不会影响原有用户设备的使用,
这些对于 N―ISDN 的发展都十分有利。
第 7章 现代通信与程控交换技术第 7章 现代通信与程控交换技术
1,N―ISDN
为了定义 N―ISDN 用户网络接口的配置并建立相应的接口标准,ITU采用了功能群和参考点的概念 。 功能群是指用户接入 N―ISDN 所需的一组功能,这些功能可以由一个或多个设备来完成 。
（ 1） 第 1类网络终端 （ NT1） 。
（ 2） 第 2类网络终端 （ NT2） 。
（ 3） 第 1类终端设备 （ TE1） 。
（ 4） 第 2类终端设备 （ TE2） 。
（ 5） 终端适配器 （ TA） 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―6 用户网络接口配置实例第 7章 现代通信与程控交换技术
2,S/T
对于大多数用户来说,可能都是通过 S/T接口直接和 NT1相连接入 N―ISDN 网的,而不需要 NT2。 所以这里特别介绍以下 S/T接口的布线规则 。 如图 7― 7所示,
S/T接口上终端和 NT1之间有 4种连接方式 。
（ 1） 点对点拓扑结构 。
（ 2） NT1星型结构 。
（ 3） 短无源总线结构 。
（ 4） 延长的无源总线结构 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7― 7 S/T
(a)点对点； (b)NT1星型； (c)短无源总线； (d)延长的无源总线第 7章 现代通信与程控交换技术
7.2.3 N―ISDN 的应用
ISDN的应用是在市场需求的基础上产生的 。 ISDN
为用户的各类通信需求提供了一种有效的手段,使人们从观念上进行了一次更新 。 ISDN的提出宗旨就是解决综合业务通信,即它可以解决用户在语音通信,计算机联网,远端通信,文件交换,视频传送,多媒体信息存取等多种业务通信的问题 。 下面简单介绍 N―ISDN 的两种主要应用 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
1.
使用 N―ISDN 接入多媒体信息网,比利用普通的
MODEM上网速度更快,并可以在上网的同时打电话 。
2.
从图 7― 3可以看出,利用 N―ISDN 可进行局域网的互连 。 利用一条 ISDNBRI线路即可实现两个公司的局域网互连 。 根据两个网络之间数据流量的变化,决定使用 1个还是 2个 B信道 。 运用路由器按需拨号功能可实现拨号连接 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.3
7.3.1 B―ISDN 和 ATM
业务综合化和网络宽带化是通信网发展的方向和目标,正是这两点推动着宽带综合业务数字网的发展 。
前面介绍了 N―ISDN,它虽然有良好的发展势头,具有很大的经济和实用价值,但也存在一些局限性,如,
·带宽有限：最高为 2Mb/s的基群速率,很难利用它第 7章 现代通信与程控交换技术
·业务综合能力有限,N―ISDN 通过适配器在用户网络接口实现了业务综合,而在网络内部仍需电路交
·网络资源利用率不高：只能提供最低 64kb/s的数字交换,但先进的编码算法使话音等业务的速率低于
64kb/s（ 如 8kb/s）,若不采取额外措施,低速率业务网络的资源就会被浪费 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.3.2 ATM的基本原理
ATM是一种全新的通信技术,它也是在电路交换和分组交换的基础上发展起来的,目的就是为了提供综合业务能力 。
1.ATM信元 （ Cell）
ATM传送信息的基本载体是 ATM信元 。 在 ATM网中,所有的信息都必须以 ATM信元的形式传输和交换 。
ATM信元和分组交换中的分组类似,但 ATM信元是定长的,信元长度较小,只有 53字节,信元头的功能也非常简单,如图 7― 8所示 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―8 ATM 信元第 7章 现代通信与程控交换技术信元头内容在用户网络接口 （ UNI） 和网络节点接口 （ NNI） 中略有差别,
·GFC：一般流量控制,4位,只用于 UNI接口 。 目前置为 0000,将来可能用于流量控制或在共享媒体的网络
（ 如同轴光纤混合网 HFC） 中标识不同的接入 。
·VPI：虚通道标志,NNI中为 12位,UNI中为 8位 。
·VCI：虚通路标志,16位,标识虚通道内的虚通路,
VPI/VCI一起标识一个虚连接 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
·PTI：负荷类型指示,3位 。 位 3为 0表示数据信元,
为 1表示 OAM（ 运行,管理和维护 ） 信元 。 对于 OAM信元,后两位表明了 OAM信元的类型；对于数据信元,位
2用于前向拥塞指示 （ EFCI）,当经过的某一节点出现拥塞时,就将这一位置位,位 1用于 AAL5。
·CLP：信元丢失优先级,1位,用于拥塞控制 。
·HEC：信头差错控制,8位,检测出有错误的信头,
可纠正信头中 1位的差错,HEC的另一作用是进行信元定界,利用 HEC字段和它之前的 4字节的相关性可识别出信头位置 。 由于在不同的链路中 VPI/VCI的值也不同,所以在每一段链路都要重新计算 HEC。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2,ATM
在 ATM网中,通过 ATM适配层 （ AAL） 使不同类型的业务经过适配后都可用统一的 ATM信元形式来传送 。 AAL提供一些与业务有关的信息,如端到端的定时信息传送等,因此 AAL必然与业务有直接关系,不同类型的业务需要不同的适配 。 ITU―T 研究了各种业务的特点,根据源和目的定时,比特率,连接方式将业务分为 4类,如表 7― 1所示,并相应地定义了 AAL1，
AAL2,AAL3/4,AAL5。
第 7章 现代通信与程控交换技术表 7―1 AAL 业务分类第 7章 现代通信与程控交换技术
3.ATM
ATM是面向连接的,它和电话交换一样,在用户终端通信之前必须先通过 ATM信令建立一条 ATM连接,然后用户终端才能在这条 ATM连接上通过传送 ATM信元进行通信 。 ATM连接和电路交换中的连接也不一样：如前几章所述,电路交换中一个连接对应着一定的时隙,即使这个连接没有信息发送也占用这一时隙 （ 据研究,打电话过程中,大约有 60%时间没有话音传送 ）,别的连接无法占用；而 ATM中采用虚连接概念,在连接建立时,
向网络提出流量描述及服务质量要求,而网络只对连接进行资源预分配,仅当真正发送信元时连接才占用网络资源,网络的资源是由各连接统计复用的 。
第 7章 现代通信与程控交换技术虚连接由虚通道 VP和虚通路 VC两部分标识组成 。
虚通道 标识 VPI及各个虚通道的网络资源由网络管理系统以半固定的方式分配 。 虚通道的设立简化了大型网络中的资源管理,虚通道就像一个复杂大型网络中的虚拟网络,半永久地占有一定的网络资源,只有虚通道内的虚连接才需通过信令动态地占有虚通道的资源 。 虚通道的另一作用是可提高主干网中的交换效率,一些交换机可以只对 VP进行交换,将一个虚通道内的所有虚连接交换到另一个虚通道内 （ 如图 7― 9） 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―9 VP/VC 交换示意图第 7章 现代通信与程控交换技术
4.
ATM的目标,也是 ATM的最大特点,是对任何形式的业务分布都能达到最佳的网络资源利用率,要达到这一目标就要对网络资源进行统计复用 。 统计复用可以这样理解：根据各种业务的统计特性,在保证业务质量要求的前提下在各业务之间动态地分配网络资源,以达到最佳的资源利用率 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.3.3 ATM网络结构和接口图 7― 10所示为 ATM网的大致结构和相关的接口,
可将 ATM网分成三大部分：公用 ATM网,专用 ATM网和 ATM接入网 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―10 ATM 网络结构第 7章 现代通信与程控交换技术
1.
（ 1） 专用 ATM网 。
专用 ATM网是指一个单位或部门范围内的 ATM网 。
由于它的网络规模比公用网要小,而且不需要复杂严密的计费等管理规程,因此专用 ATM网首先进入实用的 ATM网,新的 ATM设备和技第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 2） 公用 ATM网 。
公用 ATM网是由电信管理部门经营和管理的,它通过公用用户网络接口连接各专用 ATM网和 ATM终端 。
（ 3） ATM接入网 。
ATM接入网也是宽带综合业务数字网中一个非常重要的部分,主要指在各种接入网中使用 ATM技术,
传送 ATM信元,如基于 ATM的无源光纤网络 （ PON）,
混合光纤同轴网络 （ HFC）,非对称数字用户环路
（ ADSL）,以及利用 ATM技术的无线接入技术等 。 这方面的工作正处于进行阶段 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2.
以上介绍了 ATM网络结构中的三个层次,下面介绍图 7― 11中定义的主要接口 。
（ 1） UNI（ 用户网络接口 ） 。
UNI为 ATM网中的用户网络接口,它是用户设备与网络之间的接口,直接面向用户 。 UNI接口定义了物理传输线路的接口标准,即用户可以通过怎样的物理线路和接口与 ATM网相连,还定义了 ATM层标准,
UNI信令,OAM功能等 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 2） NNI（ 网络网络接口 ） 。
NNI可理解为网络节点接口,一般为两个交换机之间的接口 。 与 UNI一样,NNI接口也定义了物理层,
ATM层等规范以及信令等功能,但由于 NNI接口关系到连接在网络中的路由选择问题,所以特别对路由选择方法做了说明 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 3） BICI（ BISDN内部传送接口 ） 。
BICI定义为两个公用 ATM网之间的接口,侧重属于不同运营者的两个 ATM网之间的接口,因此 BICI为分属于两个运营者的 UNI接口提供了连接 。 BICI接口的定义基于 NNI接口,如物理层定义了 DS3/E3和 SONET/SDH两种接口速率,其流量控制,OAM等功能与 NNI相似,信令也与 NNI一样,采用 7号信令的 BISUP。 BICI的特点是支持不同网络间的多种业务传送,包括基于信元的 PVC
（ 永久虚电路 ） 方式业务,PVC方式的帧中继业务,电路仿真业务,SMDS（ 多兆位数据交换服务 ） 及 SVC（ 交换虚电路 ） 业务等 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 4） DXI（ 数据交换接口 ） 。
DXI定义在数字终端设备 DTE和数字连接设备 DCE之间的接口 。 DTE通过 DXI与 DCE相连,再通过 ATMUNI接口接入 ATM网中； DCE完成不符合 ATM标准的数据终端到 ATM的适配过程,相当于终端适配器 。 DXI接口定义了接口的物理层,数据链路层帧格式以及与管理有关的功能 。
DXI 的 物 理 层 采 用 V.35,EIA/TIA449/530 或
EIA/TIA612/613物理接口 。 DTE的业务数据单元加上 DXI
帧的帧头和帧尾后经过 DXI接口送入 DCE中,由 DCE完成
AAL5的 CPCS（ 公共部分会聚子层 ） 和 SAR（ 拆装子层 ）
子层功能,其中组装 ATM信元所需的 VPI/VCI,PTI、
CLP等信息都通过 DXI帧头由 DTE送交 DCE。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 5） FUNI（ 基于帧的 UNI接口 ） 。
FUNI的意义与 DXI相似,FUNI将 SAR功能完全移到了交换机内部,与基于信元的 DXI接口相比,FUNI
在接入线上有更高的效率 。 另外,由于 SAR由交换机完成,因而简化了终端的功能,降低了终端的成本 。
FUNI也定义了接口的物理层,数据链路层和管理功能,
数据链路帧中也定义了帧头和帧尾格式 。 与 DXI相似,
帧头的作用也是传送组装信头所需的 VPI/VCI,PTI、
CLP等,帧尾也是提供数据链路层的纠错功能 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.3.4 ATM网络技术
1,B―ISDN
信令技术在 ATM网中处于举足轻重的地位,ATM
是面向连接的,连接是网络根据用户的要求建立,拆除的,用户的要求就是通过信令传达到网络的 。 就像在 PSTN（ 公用电话交换网 ） 中一样,信令就像用户和网络之间的桥梁,它处理用户的呼叫,将用户根据业务提出的不同要求提交给网络,为用户建立,管理和释放连接 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
1) DSS2
（ 1） UNI接口信令 。
公用网的 UNI信令主要有 ITU标准,ITU―T 为 UNI
信令的发展制定了一个规划,可分为三个阶段,对应有三个信令规程集 （ CS）
·CS1：只支持峰值速率带宽分配,无服务质量等级,只有点对点的连接方式,一次呼叫只允许建立一条连接,另外还有优先的补充业务 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
·CS2：由用户指明服务质量等级,可根据业务流量分配带宽,因此能支持可变速率业务,支持点到多点连接方式,允许一次呼叫建立多条连接 。
·CS3：服务质量可以在用户和网络之间进行协商,
具有更大的灵活性,支持点对多点和广播方式的连接 。
（ 2） 专用网 UNI接口信令 。
PUNI接口信令主要由 ATM论坛的 UNI3.0,UNI3.1
和 UNI4.0定义,当然也可用 ITU的标准 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 3） 专用网 NNI接口信令 。
PNNI,即可接口信令,由 ATM论坛在 PNNI接口建议中定义,它以 UNI4.0为基础,所以也是 DSS2类的信令结构,并不像公用网 NNI那样采用 BISUP。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2)BISUP
（ 1）公用网网络节点信令。公用网网络节点信令由
ITUTQ.2761,Q.2762,Q.2763 Q.2764定义，它采用了类似于 7号信令的体系结构，但有重大改变。
ITU―T 称 B―ISDN 网络信令功能模块为 BISUP，对于
BISUP的传送机制仍称为消息传送部分 MTP。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 2） ATM论坛 BICI信令 。
ATM论坛的 BICI接口建议 2.0中包含有关 BICI信令的描述,它也采用 BISUP的体系结构,但与 ITU―T 的
BISUP又有些差别 。 主要是结合了 ANSI（ 美国国家标准协会 ） T1SIBISUP标准,如支持非 E.164地址,加强了有关 PVC分配,配置和管理的功能,以及对路由选择的支持 。 ATM 论坛的 BICI 信令可对应于
ITU―TBISUP 的 CS2,它支持点到多点的连接,QoS
等级,VBR业务 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2.
流量控制和拥塞控制是 ATM网中一个非常重要的技术 。 ATM层的拥塞是指网元 （ 如交换机,集中器,
交叉连接器等 ） 不能达到连接建立时所承诺的性能 。
拥塞的发生有两种可能：一是由于信号流的突发性,
使网络瞬时流量高于网络的能力；二是由于网络自身发生了故障 。
第 7章 现代通信与程控交换技术流量控制的目的是控制网络中的流量,以尽量避免拥塞的发生；拥塞控制的目的是当网络已经拥塞时,
采取措施减小拥塞所带来的影响,避免拥塞进一步加剧 。 总之,两者都是为了提高网络的性能,提高业务服务质量 。
1)ATM网中的业务、业务服务质量及流量第 7章 现代通信与程控交换技术表 7―2 ATM 业务分类第 7章 现代通信与程控交换技术
2) ATM
（ 1） 连接接纳控制 （ CAC） 。
（ 2） 用法参数控制 （ UPC） 。
（ 3）选择信元丢弃。
（ 4） 帧丢弃 。
（ 5）业务成形。
（ 6） 直接前向拥塞指示 （ EFCI） 。
（ 7） ABR业务的流量控制 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.3.5 ATM网中的用户接入方式
1.ATM
ATM终端可以通过 ATM的用户网络接口接入 ATM
网中,ATM用户网络接口的物理媒介接口类型如表
7― 3和表 7― 4所示 。
第 7章 现代通信与程控交换技术表 7―3 专用网物理媒介 UNI接口类型第 7章 现代通信与程控交换技术表 7―4 公用网物理媒介 UNI接口类型第 7章 现代通信与程控交换技术
2,通过 ATM
非标准的 ATM终端可以通过 ATM接入交换机接入
ATM网中 。 ATM接入交换机具有三大功能,ATM接口功能；实现 ATM的相关技术,ATM交换；实现 ATM信元交换,各种业务接口,连接具有各种接口的非 ATM
终端或网络 。 目前,ATM论坛定义了电路仿真业务,
支持恒定比特率业务的 ATM接入,支持局域网仿真提供的 LAN接入 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.4 电话交换与 Internet
7.4.1
网络的基本交换技术可分为两类：电路交换和分组交换 。 本书第 7章以前所叙述的内容主要是基于电路交换的电话业务,ISDN出现前的数据业务主要基于分组交换 。
有人将电报业务的交换方式称为报文交换,即将整个报文全部存储转发,它不适合实时通信和交互通信,在现代综合业务中也不再使用 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
1.
电路交换是根据电话交换的原理发展起来的 。 目前电路交换数据网就是采用电路交换方式,但它并不是电话交换网 。 电路交换的过程类似于打电话,为了明确与比较,现将其重述与总结：当用户要求发送数据时,交换网应在主叫用户终端和被叫用户终端之间接通一条物理的数据传输通路 。 在一次接续中,电路交换是把电路资源预先分配给一对用户固定使用,不管电路上是否在传输数据,电路都一直被占用,直到通信双方要求拆除电路连接为止 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2.
由于本书主要讨论电话业务,分组交换的许多细节不详述 。
电路交换不利于实现不同类型数据终端之间的相互通信,而且电路资源利用率不高；而分组交换采用了存储转发的方式,数据被封装成较短的,不等长的分组,各个分组进入分组交换机后先进行排队和处理,
交换机根据分组头中的地址信息为分组寻找下一交换节点或终端 。
3.
表 7― 5对电路交换和分组交换进行了比较 。
第 7章 现代通信与程控交换技术表 7―5 电路交换和分组交换的比较第 7章 现代通信与程控交换技术
7.4.2 IP电话原理
1,IP
IP电话是指通过 Internet传送 IP语音,IP是 Internet使用的主要协议之一 。 IP电话是在 Internet上实现业务综合化的一种实用技术,超出了通常所说的程控电话交换的范畴,即不是在 PSTN上实现语音交换 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
1) Internet与 TCP/IP
IP电话的低费用是由它的载体 Internet决定的 。
Internet并不是一个为端到端通信设计的网络,它主要关心的是网络互连,从而造成了 Internet并没有像 PSTN
那样完备的端到端计费系统 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―11 TCP/IP 协议族的四层体系结构第 7章 现代通信与程控交换技术
2) IP
IP电话传输的主要问题是必须使基于分组交换的 IP
网与基于电路交换的 PSTN互连 。 下面以一个甲地的用户 A给乙地的用户 B通过 IP拨打长途的例子简单地叙述
IP电话业务的流程 。
第 7章 现代通信与程控交换技术第 7章 现代通信与程控交换技术当用户 A拨完 IP电话服务号后 （ 如 17909）,甲地市话局识别为 IP电话,将其交给所属的 ITSP处理 。 由
ITSP充当长途端局,翻译用户 B的号码,并负责将模拟语音流转化为分组流经 Internet送至乙地 。 到达对端后,
分组流再转化为模拟语音流,经由乙地市话局送给用户 B。
在此过程中必须进行如下操作：
（ 1） 地址解析 。
（ 2） 搜索路由 。
（ 3） 确保质量 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 4）流量预测。
（ 5）呼叫信令。
（ 6）语音编码。
（ 7）差错处理。
2.IP
1) IP
IP电话连接协议和语音分组协议的相关标准主要由
ITU―T 和 IETF制定 。 ITU―T 的建议为 H.323协议,
起初是为 ATM网络提出的,但现在广泛应用于 Internet
之中。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2)
传统的 PSTN中的语音发送速率是 64kb/s 固定不变的,但实际上大部分时间传送的是无效的声音 。 要使语音转化为突发性数据以适合分组传输,必须解决
·打包时延问题 。 指按每秒 8000次的速率积累采样数据,以达到一个分组大小所产生的时延；
·串行时延问题 。 指语音分组在每个路由器中与数第 7章 现代通信与程控交换技术
·传统的语音速率过高 。 指 64kb/s占用过大的线路
·背景音断续问题 。 指人们习惯于电话中的轻微噪音以确定对方在线,如果双方不讲话时不传送分组,
会使人觉得已经断线 。
·出错后重发问题：指 Internet中有数据出错重发机制,但语音抽样值出错无须重发 。
第 7章 现代通信与程控交换技术第 7章 现代通信与程控交换技术针对这些问题,将语音转化为突发性数据分组采取了以下技术,其中有些已经形成标准：
（ 1） 小分组 。 针对打包时延问题 。
（ 2） 优先级 。 为语音分组设定优先级标志,针对串行时延问题 。
（ 3） 时延抖动缓冲区 。
（ 4） 语音压缩 。
（ 5） 无话抑制 。
（ 6） 增补噪声 。
（ 7） 实时传输协议 （ RTP） 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
3) IP电话的 QoS
QoS问题是 Internet的一大缺陷,要使 IP电话商用化必须解决 QoS问题 。 目前使用以下的一种或几种方法来为 IP传输提供 QoS
（ 1） 限定接入速度 （ CAR） 。
（ 2） 等级排队 （ CBQ） 。
（ 3） 差异服务 (DiffServ)。
（ 4）按虚电路排队。
（ 5）加权随机早期丢弃（ WRED）。
第 7章 现代通信与程控交换技术
4) IP
IP网关是实现 IP电话的关键设备,处在 PSTN和
Internet两网之间,实现两网结合 。
（ 1） IP网关的功能 。 简单地说,IP网关具有如下几
·目标搜索：即根据电话号码搜索 IP
·
·信息的数字化与压缩；
·IP
第 7章 现代通信与程控交换技术
·IP/PSTN信令,7号信令的使用使与 IP网进行信令结合这样的,智能,应用成为可能；
·授权,接入,计费等,
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 2） IP网关的种类 。
目前,根据规模不同,IP网关的实现有不同的方案：
·基于 PC
·路由器网关；
·
·PBX
·IP电话交换机。
7.1 现代通信网与程控交换技术的新发展
7.2 窄带综合业务数字网
7.3 宽带综合业务数字网
7.4 电话交换与 Internet
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.1 现代通信网与程控交换技术的新发展
7.1.1
交换技术的发展和整个通信网的发展是密切相关的 。 长期以来交换网和传输网一直是通信网的主要组成部分,但随着时代的发展,通信网的构成有了很大的变化,尤其是随着通信网的复杂化,其各部分功能也越来越细化 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
1.
业务网也就是用户信息网,它是现代通信网的主体,是向用户提供诸如电话,电报,传真,数据,图像等各种电信业务的网络 。
业务网按其功能又可分为用户接入网,交换网和传输网三个部分 。 近年来,ITU―T 已正式采用了用户接入网的概念 。 这是一个适用于各种业务和技术,有严格规定并以较高功能角度描述的网络概念 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―1 接入网、传输网和交换网的位置关系第 7章 现代通信与程控交换技术
C&C08交换机突破了传输与交换分离的概念,在本地网中可以同时提供用户接入网,交换网,传输网的功能 。 在长途干线网上,传输网的功能目前由光同步数字体系 （ SDH实现 。
2.
支撑网是使业务网正常运行,增强网络功能,保证全网服务质量以满足用户要求的网络 。 在整个支撑网中传送相应的控制,监测信号 。 支撑网包括信令网,
同步网和管理网 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 1） 信令网 。
（ 2）同步网。
（ 3）管理网。
7.1.2
从通信网设备方面的各要素来看,终端设备正在向数字化,智能化,多功能化发展；传输链路正在向数字化,宽带化发展；交换设备则已经广泛采用数字程控交换机,并已经研究推出适合宽带 ISDN的 ATM交换机 。 总之,未来的通信网正在向着数字化,综合化,
智能化,个人化的方向发展 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
1.
数字化就是在通信网中全面使用数字技术，包括数字传输、数字交换和数字终端等。
2.
综合化就是把来自各种信息源的业务综合在一个数字通信网中传送,为用户提供综合性服务 。
3.
智能化就是在通信网中更多地引进智能因素建立智能网 （ IN）,其目的是使网络结构更具灵活性,使用户对网络具有更强的控制能力,以有限的功能组件实现多种业务 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
4.
个人化就是实现个人通信,即任何人在任何时间都能与任何地方的另一个人进行通信,通信的业务种类仅受接入网与用户终端能力的限制,而最终将能提供任何信息形式的业务 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.2 窄带综合业务数字网
7.2.1 N―ISDN 的概念及特点电信网络是这样的：每一个通信网都是为某一种专门的业务而设计的,它们的传输速率和特性各不相同,虽然某些数据通信业务在几个不同的网络中同时存在,但不同的网络中的数据终端是互不兼容的,它们之间的互通只有通过特殊的网关设备才能实现 。 这给用户和网络运营者都带来了很大的不便 。
第 7章 现代通信与程控交换技术于是就有了一种想法：用一个单一的网络来提供各种不同类型的业务,实现完全的开放系统互连和通信 。 各种终端不论其传输特性多么不同,也不论它们是模拟设备还是数字设备,只要所处理的信息是兼容的,就可以通过这个单一的网络进行通信,而传输特性的差异是由一些终端适配器来协调和转换的 。 这个单一的网络就称为综合业务数字网 （ ISDN）,如图
7― 2所示 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7― 2 原有通信网与 ISDN
(a)原有通信网； (b)ISDN提供的开放系统通信第 7章 现代通信与程控交换技术
1.
ISDN的定义中指出,ISDN可以由电话 IDN演变而成 。 这是因为,IDN是目前世界各国发展较快的一种网络,最为普及,并且它采用了数字终端和数字交换技术 。
N―ISDN 的终端和交换机之间仍采用现有的电话用户铜线,这是 N―ISDN 的一大优点 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2.
由于 ISDN实现了端到端的数字连接,它能够支持包括数字语音,数据,文字,图像在内的各种综合业务,但是从后面要介绍的 N―ISDN 的信道结构可以看出,N―ISDN 支持的业务带宽是有限的,只能是小于
2.048Mb/s的窄带业务 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
3.
如图 7― 3所示,ISDN的另一大特点是通过一个统一的用户网络接口 （ UNI） 向用户提供服务,这个标准的 UNI可以连接多种终端设备,这些终端设备甚至
ISDN号码 。 ISDN网络可以通过标准的用户网络接口向用户提供多种速率的数字信道 。
N―ISDN 提供两种用户网络接口：基本速率接口
（ BRI） 和基群速率接口 （ PRI） 。
（ 1） 基本速率接口 （ BRI） 。
（ 2） 基群速率接口 （ PRI） 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―3 ISDN 的用户网络接口第 7章 现代通信与程控交换技术
4.
N―ISDN 的网络结构如图 7― 4所示 。 从 N―ISDN
的定义可以看出,由于 N―ISDN 具有综合业务的能力,
支持现有的各种窄带业务,所以它提供电路交换,分组交换和租用电路的功能 。 其中,电路交换和租用电路业务都是 B信道或 H信道的承载业务,对于分组交换,
则可以提供 D信道的分组业务和 B信道的分组业务 。 目前我国的 ISDN网只支持 B信道上的分组业务 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―4 N―ISDN 的网络结构第 7章 现代通信与程控交换技术
7.2.2 N―ISDN 的用户接入方式
N―ISDN 的用户都是通过标准的用户网络接口接入 N―ISDN 网络的。 N―ISDN 的用户网络接口在
N―ISDN 技术中有着非常重要的位置，它已成为国际范围内通用的一种接口。用户可以自由地选择和改变终端的类型和型号，可以方便地移动和携带终端设备，
厂商可以不断地开发和提供更新的设备。同时，网络的能力和性能的改变也不会影响原有用户设备的使用,
这些对于 N―ISDN 的发展都十分有利。
第 7章 现代通信与程控交换技术第 7章 现代通信与程控交换技术
1,N―ISDN
为了定义 N―ISDN 用户网络接口的配置并建立相应的接口标准,ITU采用了功能群和参考点的概念 。 功能群是指用户接入 N―ISDN 所需的一组功能,这些功能可以由一个或多个设备来完成 。
（ 1） 第 1类网络终端 （ NT1） 。
（ 2） 第 2类网络终端 （ NT2） 。
（ 3） 第 1类终端设备 （ TE1） 。
（ 4） 第 2类终端设备 （ TE2） 。
（ 5） 终端适配器 （ TA） 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―6 用户网络接口配置实例第 7章 现代通信与程控交换技术
2,S/T
对于大多数用户来说,可能都是通过 S/T接口直接和 NT1相连接入 N―ISDN 网的,而不需要 NT2。 所以这里特别介绍以下 S/T接口的布线规则 。 如图 7― 7所示,
S/T接口上终端和 NT1之间有 4种连接方式 。
（ 1） 点对点拓扑结构 。
（ 2） NT1星型结构 。
（ 3） 短无源总线结构 。
（ 4） 延长的无源总线结构 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7― 7 S/T
(a)点对点； (b)NT1星型； (c)短无源总线； (d)延长的无源总线第 7章 现代通信与程控交换技术
7.2.3 N―ISDN 的应用
ISDN的应用是在市场需求的基础上产生的 。 ISDN
为用户的各类通信需求提供了一种有效的手段,使人们从观念上进行了一次更新 。 ISDN的提出宗旨就是解决综合业务通信,即它可以解决用户在语音通信,计算机联网,远端通信,文件交换,视频传送,多媒体信息存取等多种业务通信的问题 。 下面简单介绍 N―ISDN 的两种主要应用 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
1.
使用 N―ISDN 接入多媒体信息网,比利用普通的
MODEM上网速度更快,并可以在上网的同时打电话 。
2.
从图 7― 3可以看出,利用 N―ISDN 可进行局域网的互连 。 利用一条 ISDNBRI线路即可实现两个公司的局域网互连 。 根据两个网络之间数据流量的变化,决定使用 1个还是 2个 B信道 。 运用路由器按需拨号功能可实现拨号连接 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.3
7.3.1 B―ISDN 和 ATM
业务综合化和网络宽带化是通信网发展的方向和目标,正是这两点推动着宽带综合业务数字网的发展 。
前面介绍了 N―ISDN,它虽然有良好的发展势头,具有很大的经济和实用价值,但也存在一些局限性,如,
·带宽有限：最高为 2Mb/s的基群速率,很难利用它第 7章 现代通信与程控交换技术
·业务综合能力有限,N―ISDN 通过适配器在用户网络接口实现了业务综合,而在网络内部仍需电路交
·网络资源利用率不高：只能提供最低 64kb/s的数字交换,但先进的编码算法使话音等业务的速率低于
64kb/s（ 如 8kb/s）,若不采取额外措施,低速率业务网络的资源就会被浪费 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.3.2 ATM的基本原理
ATM是一种全新的通信技术,它也是在电路交换和分组交换的基础上发展起来的,目的就是为了提供综合业务能力 。
1.ATM信元 （ Cell）
ATM传送信息的基本载体是 ATM信元 。 在 ATM网中,所有的信息都必须以 ATM信元的形式传输和交换 。
ATM信元和分组交换中的分组类似,但 ATM信元是定长的,信元长度较小,只有 53字节,信元头的功能也非常简单,如图 7― 8所示 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―8 ATM 信元第 7章 现代通信与程控交换技术信元头内容在用户网络接口 （ UNI） 和网络节点接口 （ NNI） 中略有差别,
·GFC：一般流量控制,4位,只用于 UNI接口 。 目前置为 0000,将来可能用于流量控制或在共享媒体的网络
（ 如同轴光纤混合网 HFC） 中标识不同的接入 。
·VPI：虚通道标志,NNI中为 12位,UNI中为 8位 。
·VCI：虚通路标志,16位,标识虚通道内的虚通路,
VPI/VCI一起标识一个虚连接 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
·PTI：负荷类型指示,3位 。 位 3为 0表示数据信元,
为 1表示 OAM（ 运行,管理和维护 ） 信元 。 对于 OAM信元,后两位表明了 OAM信元的类型；对于数据信元,位
2用于前向拥塞指示 （ EFCI）,当经过的某一节点出现拥塞时,就将这一位置位,位 1用于 AAL5。
·CLP：信元丢失优先级,1位,用于拥塞控制 。
·HEC：信头差错控制,8位,检测出有错误的信头,
可纠正信头中 1位的差错,HEC的另一作用是进行信元定界,利用 HEC字段和它之前的 4字节的相关性可识别出信头位置 。 由于在不同的链路中 VPI/VCI的值也不同,所以在每一段链路都要重新计算 HEC。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2,ATM
在 ATM网中,通过 ATM适配层 （ AAL） 使不同类型的业务经过适配后都可用统一的 ATM信元形式来传送 。 AAL提供一些与业务有关的信息,如端到端的定时信息传送等,因此 AAL必然与业务有直接关系,不同类型的业务需要不同的适配 。 ITU―T 研究了各种业务的特点,根据源和目的定时,比特率,连接方式将业务分为 4类,如表 7― 1所示,并相应地定义了 AAL1，
AAL2,AAL3/4,AAL5。
第 7章 现代通信与程控交换技术表 7―1 AAL 业务分类第 7章 现代通信与程控交换技术
3.ATM
ATM是面向连接的,它和电话交换一样,在用户终端通信之前必须先通过 ATM信令建立一条 ATM连接,然后用户终端才能在这条 ATM连接上通过传送 ATM信元进行通信 。 ATM连接和电路交换中的连接也不一样：如前几章所述,电路交换中一个连接对应着一定的时隙,即使这个连接没有信息发送也占用这一时隙 （ 据研究,打电话过程中,大约有 60%时间没有话音传送 ）,别的连接无法占用；而 ATM中采用虚连接概念,在连接建立时,
向网络提出流量描述及服务质量要求,而网络只对连接进行资源预分配,仅当真正发送信元时连接才占用网络资源,网络的资源是由各连接统计复用的 。
第 7章 现代通信与程控交换技术虚连接由虚通道 VP和虚通路 VC两部分标识组成 。
虚通道 标识 VPI及各个虚通道的网络资源由网络管理系统以半固定的方式分配 。 虚通道的设立简化了大型网络中的资源管理,虚通道就像一个复杂大型网络中的虚拟网络,半永久地占有一定的网络资源,只有虚通道内的虚连接才需通过信令动态地占有虚通道的资源 。 虚通道的另一作用是可提高主干网中的交换效率,一些交换机可以只对 VP进行交换,将一个虚通道内的所有虚连接交换到另一个虚通道内 （ 如图 7― 9） 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―9 VP/VC 交换示意图第 7章 现代通信与程控交换技术
4.
ATM的目标,也是 ATM的最大特点,是对任何形式的业务分布都能达到最佳的网络资源利用率,要达到这一目标就要对网络资源进行统计复用 。 统计复用可以这样理解：根据各种业务的统计特性,在保证业务质量要求的前提下在各业务之间动态地分配网络资源,以达到最佳的资源利用率 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.3.3 ATM网络结构和接口图 7― 10所示为 ATM网的大致结构和相关的接口,
可将 ATM网分成三大部分：公用 ATM网,专用 ATM网和 ATM接入网 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―10 ATM 网络结构第 7章 现代通信与程控交换技术
1.
（ 1） 专用 ATM网 。
专用 ATM网是指一个单位或部门范围内的 ATM网 。
由于它的网络规模比公用网要小,而且不需要复杂严密的计费等管理规程,因此专用 ATM网首先进入实用的 ATM网,新的 ATM设备和技第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 2） 公用 ATM网 。
公用 ATM网是由电信管理部门经营和管理的,它通过公用用户网络接口连接各专用 ATM网和 ATM终端 。
（ 3） ATM接入网 。
ATM接入网也是宽带综合业务数字网中一个非常重要的部分,主要指在各种接入网中使用 ATM技术,
传送 ATM信元,如基于 ATM的无源光纤网络 （ PON）,
混合光纤同轴网络 （ HFC）,非对称数字用户环路
（ ADSL）,以及利用 ATM技术的无线接入技术等 。 这方面的工作正处于进行阶段 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2.
以上介绍了 ATM网络结构中的三个层次,下面介绍图 7― 11中定义的主要接口 。
（ 1） UNI（ 用户网络接口 ） 。
UNI为 ATM网中的用户网络接口,它是用户设备与网络之间的接口,直接面向用户 。 UNI接口定义了物理传输线路的接口标准,即用户可以通过怎样的物理线路和接口与 ATM网相连,还定义了 ATM层标准,
UNI信令,OAM功能等 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 2） NNI（ 网络网络接口 ） 。
NNI可理解为网络节点接口,一般为两个交换机之间的接口 。 与 UNI一样,NNI接口也定义了物理层,
ATM层等规范以及信令等功能,但由于 NNI接口关系到连接在网络中的路由选择问题,所以特别对路由选择方法做了说明 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 3） BICI（ BISDN内部传送接口 ） 。
BICI定义为两个公用 ATM网之间的接口,侧重属于不同运营者的两个 ATM网之间的接口,因此 BICI为分属于两个运营者的 UNI接口提供了连接 。 BICI接口的定义基于 NNI接口,如物理层定义了 DS3/E3和 SONET/SDH两种接口速率,其流量控制,OAM等功能与 NNI相似,信令也与 NNI一样,采用 7号信令的 BISUP。 BICI的特点是支持不同网络间的多种业务传送,包括基于信元的 PVC
（ 永久虚电路 ） 方式业务,PVC方式的帧中继业务,电路仿真业务,SMDS（ 多兆位数据交换服务 ） 及 SVC（ 交换虚电路 ） 业务等 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 4） DXI（ 数据交换接口 ） 。
DXI定义在数字终端设备 DTE和数字连接设备 DCE之间的接口 。 DTE通过 DXI与 DCE相连,再通过 ATMUNI接口接入 ATM网中； DCE完成不符合 ATM标准的数据终端到 ATM的适配过程,相当于终端适配器 。 DXI接口定义了接口的物理层,数据链路层帧格式以及与管理有关的功能 。
DXI 的 物 理 层 采 用 V.35,EIA/TIA449/530 或
EIA/TIA612/613物理接口 。 DTE的业务数据单元加上 DXI
帧的帧头和帧尾后经过 DXI接口送入 DCE中,由 DCE完成
AAL5的 CPCS（ 公共部分会聚子层 ） 和 SAR（ 拆装子层 ）
子层功能,其中组装 ATM信元所需的 VPI/VCI,PTI、
CLP等信息都通过 DXI帧头由 DTE送交 DCE。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 5） FUNI（ 基于帧的 UNI接口 ） 。
FUNI的意义与 DXI相似,FUNI将 SAR功能完全移到了交换机内部,与基于信元的 DXI接口相比,FUNI
在接入线上有更高的效率 。 另外,由于 SAR由交换机完成,因而简化了终端的功能,降低了终端的成本 。
FUNI也定义了接口的物理层,数据链路层和管理功能,
数据链路帧中也定义了帧头和帧尾格式 。 与 DXI相似,
帧头的作用也是传送组装信头所需的 VPI/VCI,PTI、
CLP等,帧尾也是提供数据链路层的纠错功能 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.3.4 ATM网络技术
1,B―ISDN
信令技术在 ATM网中处于举足轻重的地位,ATM
是面向连接的,连接是网络根据用户的要求建立,拆除的,用户的要求就是通过信令传达到网络的 。 就像在 PSTN（ 公用电话交换网 ） 中一样,信令就像用户和网络之间的桥梁,它处理用户的呼叫,将用户根据业务提出的不同要求提交给网络,为用户建立,管理和释放连接 。
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1) DSS2
（ 1） UNI接口信令 。
公用网的 UNI信令主要有 ITU标准,ITU―T 为 UNI
信令的发展制定了一个规划,可分为三个阶段,对应有三个信令规程集 （ CS）
·CS1：只支持峰值速率带宽分配,无服务质量等级,只有点对点的连接方式,一次呼叫只允许建立一条连接,另外还有优先的补充业务 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
·CS2：由用户指明服务质量等级,可根据业务流量分配带宽,因此能支持可变速率业务,支持点到多点连接方式,允许一次呼叫建立多条连接 。
·CS3：服务质量可以在用户和网络之间进行协商,
具有更大的灵活性,支持点对多点和广播方式的连接 。
（ 2） 专用网 UNI接口信令 。
PUNI接口信令主要由 ATM论坛的 UNI3.0,UNI3.1
和 UNI4.0定义,当然也可用 ITU的标准 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 3） 专用网 NNI接口信令 。
PNNI,即可接口信令,由 ATM论坛在 PNNI接口建议中定义,它以 UNI4.0为基础,所以也是 DSS2类的信令结构,并不像公用网 NNI那样采用 BISUP。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2)BISUP
（ 1）公用网网络节点信令。公用网网络节点信令由
ITUTQ.2761,Q.2762,Q.2763 Q.2764定义，它采用了类似于 7号信令的体系结构，但有重大改变。
ITU―T 称 B―ISDN 网络信令功能模块为 BISUP，对于
BISUP的传送机制仍称为消息传送部分 MTP。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 2） ATM论坛 BICI信令 。
ATM论坛的 BICI接口建议 2.0中包含有关 BICI信令的描述,它也采用 BISUP的体系结构,但与 ITU―T 的
BISUP又有些差别 。 主要是结合了 ANSI（ 美国国家标准协会 ） T1SIBISUP标准,如支持非 E.164地址,加强了有关 PVC分配,配置和管理的功能,以及对路由选择的支持 。 ATM 论坛的 BICI 信令可对应于
ITU―TBISUP 的 CS2,它支持点到多点的连接,QoS
等级,VBR业务 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2.
流量控制和拥塞控制是 ATM网中一个非常重要的技术 。 ATM层的拥塞是指网元 （ 如交换机,集中器,
交叉连接器等 ） 不能达到连接建立时所承诺的性能 。
拥塞的发生有两种可能：一是由于信号流的突发性,
使网络瞬时流量高于网络的能力；二是由于网络自身发生了故障 。
第 7章 现代通信与程控交换技术流量控制的目的是控制网络中的流量,以尽量避免拥塞的发生；拥塞控制的目的是当网络已经拥塞时,
采取措施减小拥塞所带来的影响,避免拥塞进一步加剧 。 总之,两者都是为了提高网络的性能,提高业务服务质量 。
1)ATM网中的业务、业务服务质量及流量第 7章 现代通信与程控交换技术表 7―2 ATM 业务分类第 7章 现代通信与程控交换技术
2) ATM
（ 1） 连接接纳控制 （ CAC） 。
（ 2） 用法参数控制 （ UPC） 。
（ 3）选择信元丢弃。
（ 4） 帧丢弃 。
（ 5）业务成形。
（ 6） 直接前向拥塞指示 （ EFCI） 。
（ 7） ABR业务的流量控制 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.3.5 ATM网中的用户接入方式
1.ATM
ATM终端可以通过 ATM的用户网络接口接入 ATM
网中,ATM用户网络接口的物理媒介接口类型如表
7― 3和表 7― 4所示 。
第 7章 现代通信与程控交换技术表 7―3 专用网物理媒介 UNI接口类型第 7章 现代通信与程控交换技术表 7―4 公用网物理媒介 UNI接口类型第 7章 现代通信与程控交换技术
2,通过 ATM
非标准的 ATM终端可以通过 ATM接入交换机接入
ATM网中 。 ATM接入交换机具有三大功能,ATM接口功能；实现 ATM的相关技术,ATM交换；实现 ATM信元交换,各种业务接口,连接具有各种接口的非 ATM
终端或网络 。 目前,ATM论坛定义了电路仿真业务,
支持恒定比特率业务的 ATM接入,支持局域网仿真提供的 LAN接入 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
7.4 电话交换与 Internet
7.4.1
网络的基本交换技术可分为两类：电路交换和分组交换 。 本书第 7章以前所叙述的内容主要是基于电路交换的电话业务,ISDN出现前的数据业务主要基于分组交换 。
有人将电报业务的交换方式称为报文交换,即将整个报文全部存储转发,它不适合实时通信和交互通信,在现代综合业务中也不再使用 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
1.
电路交换是根据电话交换的原理发展起来的 。 目前电路交换数据网就是采用电路交换方式,但它并不是电话交换网 。 电路交换的过程类似于打电话,为了明确与比较,现将其重述与总结：当用户要求发送数据时,交换网应在主叫用户终端和被叫用户终端之间接通一条物理的数据传输通路 。 在一次接续中,电路交换是把电路资源预先分配给一对用户固定使用,不管电路上是否在传输数据,电路都一直被占用,直到通信双方要求拆除电路连接为止 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2.
由于本书主要讨论电话业务,分组交换的许多细节不详述 。
电路交换不利于实现不同类型数据终端之间的相互通信,而且电路资源利用率不高；而分组交换采用了存储转发的方式,数据被封装成较短的,不等长的分组,各个分组进入分组交换机后先进行排队和处理,
交换机根据分组头中的地址信息为分组寻找下一交换节点或终端 。
3.
表 7― 5对电路交换和分组交换进行了比较 。
第 7章 现代通信与程控交换技术表 7―5 电路交换和分组交换的比较第 7章 现代通信与程控交换技术
7.4.2 IP电话原理
1,IP
IP电话是指通过 Internet传送 IP语音,IP是 Internet使用的主要协议之一 。 IP电话是在 Internet上实现业务综合化的一种实用技术,超出了通常所说的程控电话交换的范畴,即不是在 PSTN上实现语音交换 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
1) Internet与 TCP/IP
IP电话的低费用是由它的载体 Internet决定的 。
Internet并不是一个为端到端通信设计的网络,它主要关心的是网络互连,从而造成了 Internet并没有像 PSTN
那样完备的端到端计费系统 。
第 7章 现代通信与程控交换技术图 7―11 TCP/IP 协议族的四层体系结构第 7章 现代通信与程控交换技术
2) IP
IP电话传输的主要问题是必须使基于分组交换的 IP
网与基于电路交换的 PSTN互连 。 下面以一个甲地的用户 A给乙地的用户 B通过 IP拨打长途的例子简单地叙述
IP电话业务的流程 。
第 7章 现代通信与程控交换技术第 7章 现代通信与程控交换技术当用户 A拨完 IP电话服务号后 （ 如 17909）,甲地市话局识别为 IP电话,将其交给所属的 ITSP处理 。 由
ITSP充当长途端局,翻译用户 B的号码,并负责将模拟语音流转化为分组流经 Internet送至乙地 。 到达对端后,
分组流再转化为模拟语音流,经由乙地市话局送给用户 B。
在此过程中必须进行如下操作：
（ 1） 地址解析 。
（ 2） 搜索路由 。
（ 3） 确保质量 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 4）流量预测。
（ 5）呼叫信令。
（ 6）语音编码。
（ 7）差错处理。
2.IP
1) IP
IP电话连接协议和语音分组协议的相关标准主要由
ITU―T 和 IETF制定 。 ITU―T 的建议为 H.323协议,
起初是为 ATM网络提出的,但现在广泛应用于 Internet
之中。
第 7章 现代通信与程控交换技术
2)
传统的 PSTN中的语音发送速率是 64kb/s 固定不变的,但实际上大部分时间传送的是无效的声音 。 要使语音转化为突发性数据以适合分组传输,必须解决
·打包时延问题 。 指按每秒 8000次的速率积累采样数据,以达到一个分组大小所产生的时延；
·串行时延问题 。 指语音分组在每个路由器中与数第 7章 现代通信与程控交换技术
·传统的语音速率过高 。 指 64kb/s占用过大的线路
·背景音断续问题 。 指人们习惯于电话中的轻微噪音以确定对方在线,如果双方不讲话时不传送分组,
会使人觉得已经断线 。
·出错后重发问题：指 Internet中有数据出错重发机制,但语音抽样值出错无须重发 。
第 7章 现代通信与程控交换技术第 7章 现代通信与程控交换技术针对这些问题,将语音转化为突发性数据分组采取了以下技术,其中有些已经形成标准：
（ 1） 小分组 。 针对打包时延问题 。
（ 2） 优先级 。 为语音分组设定优先级标志,针对串行时延问题 。
（ 3） 时延抖动缓冲区 。
（ 4） 语音压缩 。
（ 5） 无话抑制 。
（ 6） 增补噪声 。
（ 7） 实时传输协议 （ RTP） 。
第 7章 现代通信与程控交换技术
3) IP电话的 QoS
QoS问题是 Internet的一大缺陷,要使 IP电话商用化必须解决 QoS问题 。 目前使用以下的一种或几种方法来为 IP传输提供 QoS
（ 1） 限定接入速度 （ CAR） 。
（ 2） 等级排队 （ CBQ） 。
（ 3） 差异服务 (DiffServ)。
（ 4）按虚电路排队。
（ 5）加权随机早期丢弃（ WRED）。
第 7章 现代通信与程控交换技术
4) IP
IP网关是实现 IP电话的关键设备,处在 PSTN和
Internet两网之间,实现两网结合 。
（ 1） IP网关的功能 。 简单地说,IP网关具有如下几
·目标搜索：即根据电话号码搜索 IP
·
·信息的数字化与压缩；
·IP
第 7章 现代通信与程控交换技术
·IP/PSTN信令,7号信令的使用使与 IP网进行信令结合这样的,智能,应用成为可能；
·授权,接入,计费等,
第 7章 现代通信与程控交换技术
（ 2） IP网关的种类 。
目前,根据规模不同,IP网关的实现有不同的方案：
·基于 PC
·路由器网关；
·
·PBX
·IP电话交换机。
